Hi ALL.



Возникла мысль изготовить для собственных нужд усилитель мощности на ЛБВ . Напряжений питания у неё несколько , но самые высокие 6 кВ и 3кВ . Поиск по инету выдал пару радиолюбительских конструкций. Кусок схемы одной из них в аттаче. К сожалению там нигде нет конструкции транса.
В моём случае максимальная мощность которую нужно будет отбирать потребителю по выходу 6 кВ равна 500 Вт. Напряжение должно быть стабилизированное.

Вопосы:
Можно ли в данном случае сделать резонансный источник ? Или здесь применяют другие ?

Чтобы избежать ионизации решил сделать так. Расположить 10 колец по окружности, пропустить первичку из свитых кусков МГТФ через все колечки. Экраны в каждом кольце в виде трубочек из фольги. Вторички сделать по 600 Вольт на каждое кольцо. Потом согнать все вторички на один общий выпрямитель. Вторички аналогично намотать МГТФ тонким. Не начнётся ли при этом звон.

Возможности сделать высоковольтный транс с вакуумной пропиткой нет.

Слишком мудрено без видимых на то причин причин. Возьмите обычные сердечники типа ПК (U)

Тогда тем более на ПК (можете на нескольких для увеличения количества секций) и с классической намоткой. Это когда послойно с уменьшением числа витков на каждом слое с последующей пропиткой лаком. В качестве изоляции не плотную бумагу. Так как откачки нет, то пропитка с нагревом для максимального удаления влаги и газов.
Правда, выпрямители каждой секции надо однополупериодные. При таком варианте не прогорит на сердечник, если частота достаточно высокая.
На какой частоте предполагаете делать квазирезонансный, каким способом стабилизировать выходное напряжение?

Рассмотренный Вами способ хитрой намотки из нескольких колечек применяется в высоковольтных устройствах. Только достаточно трудоемок.
Посмотрите еще в сторону умножителей. 6кВ, конечно, солидно, но 1.5кВ я как-то получал, когда с трансформаторами намучался.
И еще одно: МГТФ - достаточно паршивый провод для высоковольтных применений. Он теплостоек, но не высоковольтен, проверьте по ТУ. Там при изгибе лысины в изоляции могут быть. Лучшее, что есть из старинного - ПЭЛШОД. Ну, ПЭЛШО тоже неплохо.

6 кВ можно легко намотать на U'шке. Только вторичку желательно в 1 слой и каркас очень внимательно изготовить - дабы не бахнуло. И лаком хотя бы сверху помазать лишним не будет. А провод - любой эмалированный, но НЕ МГТФ! Источник - лучше резонансный. А с умножителем не связывайтесь - геморой, КПД низкий и для таких напряжений не нужно.

Вернемся к началу. Из опыта эксплуатации ЛБВ в моей ранней молодости. При установке или замене ЛБВ в устройстве, требуется ее юстировка. Механическая установка в стационарном магнитном поле. Как правило это производится ее перемещение регулировочними винтами в рабочей зоне по минимуму анодного тока. Процес многоступенчатый с плавным повышением напряжений питания. Поэтому по моему мнению ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДОЛЖЕН БЫТЬ РЕГУЛИРУЕМЫЙ как минимум в диапазоне 1 к десяти. Или для юстировки ЛБВ в блоке придется делать отдельный стенд настройки блоков. Кроме того срок службы ЛБВ невелик и при крулосуточной работе редко какая выдерживает более полугода. т.е. требуется частая замена.

Та ЛБВ что у меня является законченной конструкцией. Все магниты у неё внутри. Надо только подать в определённом порядке все напряжения. На входе стоит 50 Ом разъём а на выходе стандартный фланец под волновод 15х35.
А на счёт срока службы я в курсе. На эту вроде около 1000 часов указано.

По поводу намотки с уменьшением кол-ва витков идея хорошая, я выше 2 киловольт 50 Гц ничего не делал так что всё в новинку.
А может тогда имеет смысл сделать на фазосдвигающем контроллере типа UC3875 ? У меня под рукой есть мешочек айксисовских ключевых транзисторов. Сделать полный мост , а обратную связь завести с делителя с кучей резисторов. Вообще интересно было бы услышать мнение людей которые делали подобное.

Отлично получается. Контроллер - привязать к земле, делитель с кучей резисторов, управление прокинуть через оптики. Анодный ток мерять в земляной цепи (можно резистором). Но обмотку все равно лучше однослойную - лучше частоту задрать, тем более квазик.

Основная проблема как раз будет в высоковольтном трансформаторе, если конечно, не потребуется регулировка и стабилизация напряжения 1:10. Тогда разработка сильно сложнее и дороже. Никаких проблем с делителем, напряжение не очень высокое. Поищите и почитайте Юнитродовские семинары по ZCS и ZVS преобразователям.
Надеюсь, осциллограф, минимум, двухлучевой и генератор есть?


В один слой на 6 кВ это как? В смысле, подскажите сердечник такой
Если сразу на все напряжение, то сильно высоко по частоте не заберешься, да и незачем.
Без опыта лучше одну обмотку на 6 кВ не делать. Кроме того, на десятках килогерц без хорошей, добротной изоляции никак, ЧР сплошные будут.

Секционировать вторички на разные сердечники- мне думается, правильное решение. Единственно, при таком к.тр. и при таком способе намотки может получиться большая инд. расс., которая не позволит развить нужную мощу... Если вторичку разбить на 20...30 колечек, а первичку сделать одновитковую и немотальную (в виде медной трубы подходящего диаметра), то, двутактный полумост (мост) и такой транс вполне могут подойти для решения ТЗ. Единственно, со стабилизацией придется помозговать...

Можно разбить и на 20-30 сердечников, только зачем в этом случае использовать одновитковую катушку из медной трубы разрезанную и надетую на кольцо в виде первички? При такой разбивке коэффициент трансформации будет 1:1 и останется только изолировать вторичные обмотки на постоянное напряжение 6 кВ.
А если серьезно, то проще и дешевле будет вакуумный насос купить. Китайские, для кондиционеров, очень дешевые, а ресурса много и не надо.

To gte

На много ли упростится задача если попробовать откачивать воздух? Я так понимаю там нужно создать просто небольшую разряженность? В случае с откачкой какой можно применить лак из доставабельных?

Берется любая подходящая U'шка, точится "телескопический" каркас из фторопласта (бобина вдевается в бобину) - и мотается. Первичка вниз, вторичка - вверх. Еще и место под гребенку остается (чтоб путь по поверхности выбрать). Примерно то же делали и на Ш/ETD, но там, как правило, секционировать приходится.



А попробовать поиграться в квазике с проходной емкостью (которую ставят дабы "исключить постоянное подмагничивание")? Если не нравится заведомо больше витков мотать - самое то.

Вакууматор для пищевых продуктов спасет отца русской демократии!

Можно ли взять вот такой каркас http://www.chipdip.ru/product0/586554424.aspx и феррит к нему N27 с проницаемостью 2000 ? Появилась возможность пропитать под вакуумом.

Можно. Если сумеете обеспечить изоляцию на 6 кВ. Мы на ETD59 до 14 кВ мотали, но каркас был точеный из фторопласта телескопический (см. выше), вторичка - с секционированием и последующей заливкой виксинтом под вакуумом.

При возможности вакууммирования надо заливать компаундом, а не пропитывать. Тогда можно намотать на полное или сделать с удвоением напряжения. На 3 кВ трансформатор будет много проще. Предельное разрежение при обезгаживании несколько варьируется для разных компаундов в пределе 1-10 мм рт ст. При откачке, в начале процесса, объем увеличится в несколько раз.
В питере есть производитель высоковольтного эпоксидного компаунда холодного отверждения. На пробу были готовы отпустить хоть килограмм. Для отработки конструкции можете просто пропитать церезином или, хотя бы парафином. Будет сильно грется - сразу увидите. Сначала сделайте прикидку трансформатора по вторичке килогерц на 30, затем намотайте и измерьте резонансные частоты получившейся конструкции, немного можно зазором поиграться.
Самое доступное из сердечников - это ПК40 от строчников.


Слепо копировать промышленные конструкции без понимания не стоит. Как и использовать фторопласт при заливке, особенно, виксинтом. Виксинт и так плохо липнет, а к фторопласту тем более. Более подходящий каркас из поликарбоната, например. По потерям и эпсилон отличаются не сильно, но к поликарбонату адгезия выше. Фтороплас еще и трекингонеустойчивый.
Ну и посчитайте, сколько витков будет на 6 кВ на ETD59, на сердечнике а потом будет понятно, что ни одним слоем, ни двумя не обойдешься.

Бесспорно.

Вопрос интересный. О поликарбонате ничего сказать не могу - с ним не работал. А с капролоном - приходилось. Вроде и пробивное подходит, и доступнее, и дешевле - но при мехобработке образует микротрещины с последующими микро- и макропробоями. Аналогично шьют всякие подобия оргстекла. Также клеили каркасы из текстолита с последующей "обмазкой" эпоксидкой. Тоже рулетка - пробьет по шву или не пробьет? Поэтому сейчас применяем фторопласт. А насчет трекингонеустойчивости можно поподробнее?

А парафин для пропитки где взять? Виксинт - и то проще.

А на ETD59 1 слой я и не обещал - секционировать нужно.

У капролона многие свойства даются в сухом состоянии, надо смотреть при равновесии со средой или сушить перед заливкой. Но у капролона достаточно большие потери. Например, при 100Гц потери от влажности изменяются от 0,019 до 0,13, проницаемость то же растет, да и минимум от 3,8. При достаточно высоких частотах и киловольтах он очень сильно греется. Следствие локального перегрева - точечное прогорание. Его можно использовать как каркас при послойной намотке пирамидой.
Огстекло имеет не очень хороший тангенс потерь, но на постоянном напряжении работает нормально. Но его надо уметь обрабатывать и не использовать спирт для обезжиривания.
Трекингоустойчивость - коротко, это стойкость к ЧР.
Кому интересно, заходите
http://forum.gt-e.ru/viewforum.php?f=11&am...cecd997a9404b63
Я потихоньку выкладываюся различные материалы по высоковольтным комплектующим, электроизоляции и т.п.

Виксинт лучше, еще лучше компаунды RTV, но цены на RTV ломовые.
Эпоксидные, обычно, хуже по эпсилон и потерям, но на не очень высокие напряжения нормально. Для катушек подойдет ЭКС.
Может удастся протестировать полиуретановый, он должен быть дешевле, а параметры должны быть почти как у RTV. Я только что получил его параметры на 50 Гц, его еще серийно не производят. До 60 градусов очень хорошие. По цене и объемам поставки выясняю.
А парафин есть в любой аптеке и дешево. Церезин у модельщиков. Но это только что бы быстро попробовать.

Одновитковая первичка в виде трубы- вариант уменьшить инд. расс. Мотаются обмотки вторичек и, далее, набор из колец с обмотками одевается на трубу-первичку. Для увеличения связи между обмотками трубу нужно подобрать максимально возможного диаметра. Для оценки к.тр.- можно считать, что такой транс представляет собой 20...30 трансформаторов с соединенными последовательно первичками и вторичками соответственно.

Вы что то напутали. Первичная обмотка из одного витка для высоковольтного трансформатора с указанными исходными данными нереальна. Подобная конструкция используется в высокочастотной технике и реже в преобразовательной, как вариант - так называемый токовый трансформатор. Но у него есть, как минимум, кольцо с первичной обмоткой. И назначение у него совсем другое.
Но в принципе, с кольцом - первичкой и встроенными диодами на каждое кольцо, сделать можно. Только это будет сложнее и дороже. Токи в этом витке при 500Вт будут очень приличными. Придется точить из медной болванки и хорошо паять. Естественно, с первого раза не получится. На 0,5кВт и 1 кВт, 20 кГц я такие использовал в советские времена.
Умножитель напряжения, кстати, на 700 кВ.
В данном случае, достаточно использовать П образный сердечник или несколько. Вопрос экономии места и количества сердечников, я предполагаю, не стоит. А итераций будет меньше, так как все посчитать нереально.

Да, кое-что напутал- первички- последовательно, напряжения вторичкек суммируются после выпрямителей.
Я делал подобный транс для 200-ваттного преобразователя 12/600 вольт: на двух колечках. Нужно подобрать такое кол- во колец, что-бы при вменяемом размахе индукции было достаточно одного витка в первичку. Навскидку, для мостового инвертора при 50кГц, если взять к40х23х11 N87 от епкос, должно хватить 20 колечек. Вторичику разбить, к примеру, на 10 частей, каждую часть вторички намотать на двух, сложенных вместе кольцах. Они будет содержать витков эдак по 20. Для компактности конструкцию транса можно сделать в виде бинокля... Получится немного громоздко, но зато просто в изготовлении и изоляция понадежней...

ОК, понял. Можно набрать необходимое количество колец. Получится сплит трансформатор, только дорогой, особенно из к40х23х11 N87. И мотать и изолировать эту кучу колец все равно придется, правда на постоянные 6 кВ. А это много проще делать (наматывать и изолировать) если это обычная катушка, а не кольцо.

Вся эта простота исчезнет, если учесть, что придется обеспечить межслойную изоляцию на 6000 вольт. А предположив , что при 50 вольт на 1 виток нужно намотать 120 вит (при этом провод нужен с соответствующей изоляцией) получим длину однослойной вторички прим. 80...120 мм, а сечение магнитопровода- прим. 7...10 см.кв. Добавим сюда вакуумную пропитку, без которой даже не сможем сделать пробный запуск. А если после всего этого выяснится, что инд. рассеяния получилась слишком большая и транс. не выдает нужной мощи...
В варианте с кольцами- все намного проще и сделать его можно практически "на коленке"...

Начинать считать надо с требуемой габаритной мощности сердечника. О каких 50 В на виток можно говорить при 0,5 кВт и 50 кГц? Если бы это было так, то проблем с изоляцией было бы не больше.
120 витков, кстати, можно намотать в 10 слоев. На первой будет максимум 1 кВ, с каждой следующей емкость на землю уменьшается. А можно сделать на 3 кВ или меньше и умножение на 2 или больше. На такой мощности это можно сделать по каскадной схеме.

Можно задать и 100 вольт на виток и 300, как в случ. с трубой в первичке. По габаритам 500 ваттный транс- это колечко К45 или шашка ЕЕ42, но при таком габарите магнитопровода получится прим. 7...15 вольт на виток...
И получите инд. расс. лошадиных размеров- с каждым слоем потери на вихревые токи будут расти в геометр. прогрессии: 500 ватт с такой намоки не снять...С диодно-емкостным умножителем, боюсь, требуемой мощности не будет, а про стабилизацию и говорить не придется...

Индуктивность рассеяния будет достаточно большая. Именно поэтому используются квазирезонансные преобразователи. Индуктивность рассеяния работает как дроссель.
Обоснуйте, почему с каждым слоем будут расти потери на вихревые токи в геометрической прогрессии?


Почему не снять? И 100 кВ можно получить (так и делается) с умножителем напряжения.
В данном случае, все зависит от исходных требований к постоянному напряжению, от них выбирают емкости умножителя и количество секций и т.д. А стабилизировать в любом случае придется.

Обосновывать долго- почитайте в статье:Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Никто не говорит, что умножитель не выдаст 6 кВт, я делал 80-киловольтные умножители... Речь идет о нагрузочной способности... Тут подумалось, что с помощью буст-конвертера и автомобильной катушки зажигания можно запросто получить искомый результат...

Думаете я не читал это и подобное?
Только мы ведем речь о высоковольтных трансформаторах, да и не смотря эту замечательную статью никто не делает вытянутые сердечники с узким длинные окном для намотки в один слой .

Потери так же пропорциональны квадрату напряжения (CU^2)/2, диэлектрической проницаемости (емкость), тангенсу угла потерь материалов (потери в диэлектриках), а так же зависят от перераспределения напряженности поля в зависимости от той же проницаемости, от превышения напряженности поля в изоляторе. Вы будете учитывать это в низковольтном трансформаторе? Нет, а в высоковольтном приходится учитывать.


Падение напряжения у каскадного умножителя определяется по формуле, примерно дельтаU = i (8n^3+9n^2+n) / 12fC - куб от количества секций. Но тем не менее, они успешно используются при десятках секций.

Я написал не о выходном напряжении, а о реальных стабилизированных источниках питания с регулировкой от киловольта до 120 кВ, например, при тех сотнях Ватт и более.

В то же время, можно выточить полый цилиндр из диэлектрика, намотать на 30 указанных вами колец по 20 витков, припаять к каждой мост , соединить секции последовательно, вложить в цилиндр, залить герметиком. Затем намотать 1 слой чулком и подать на него 300 В 100 кГц, то на выходе будет какое то напряжение. Все бы хорошо, при условии, что не выползет резонанс или еще что, и на 100 кГц получить требуемое напряжение не удастся. Тогда все то же, только колец больше, или извратится и намотать чулком два витка и т.д.

Не знаю, что вы читали- в статье, в частности 5-ый раздел, пишется о потерях в многослойной обмотке, а так же,главой выше об эффекте близости. Поясню, что, намотав многослойную катушку мы можем удивиться обнаружив, что при нагрузке номинальным током к.тр. получился несколько больший и нагрев более сильный

Вся суть разбиения транса на десяток мелких состоит в том, что на каждом будет вполне вменяемое напряжение (прим. 650 вольт в импульсе). Поэтому достаточно намотать каждое колечко монтажным проводом с 1000-вольтовой изоляцией и затем изолировать их друг от друга шайбами из электрокартона, например... И частоту можно взять поменьше для начала- например 30...50 кГц. В общем приблизиться к реалиям... Впрочем, как написал постом выше, применив обыкновенную катушку зажигания от авто мы можем добиться желаемого с наименьшими затратами.

Что тут сложного?
О каких потерях идет речь?
- нагрев - да, а Ктр - меньше - мощность не прокачаешь. Только на резонансе.

А вы опишите, что там простого...

Я выше несколько раз писал про телескопический каркас.

Но тем не менее, трансформатор 4500 кВ при 300 Вт получается с заливкой по габаритам, примерно, 70х70х40мм и частота менее 100 кГц. Точнее, 300 Вт это отдаваемая мощность на выходе умножителя.
Наверное он не знает об этой статье. А если серьезно, то все относительно. Большие напряжения - малые токи, но большие потери в диэлектрике.

О потерях в диэлектриках.

Добиться от промышленно выпускаемого изделия заявленных параметров, конечно, можно. Но- сколько понадобиться набить шишек, чтобы получить удовлетворительный результат? Автор топика явно не имеет опыта в изготовлении высоковольтных преобр., и насколько понял, не собирается запускать серию, поэтому и был предложен вариант одновиткового трансформатора, как наиболее технологичного для хэндмэйд...

Прошу прощения, 4500 Вольт, наверное?

Извините, конечно 4500 В.

Обмотки все должны быть однослойными, если не хватает по напруге, включайте последовательно через диоды, это поможет понизить емкость транса.

Зачем делается уменьшение числа витков в каждом слое ( для уменьшения емкости, или защита от пробоя?) ?
Как правильно соединить секции между собой?

По своему опыту,может пригодиться. Трансформатор для регулируемого от 0 до 30 кВ.Рабочая частота 600-1000Гц.Мощность 300-500 Вт.
Сердечник как бы U собран из отдельных плоских пластин для увеличения растояний между ВВ катушкой и всем остальным.
Катушки на разных концах.Высоковольтная при намотке слои прокладывались элекро бумагой и сразу заливались эпоксидкой.
Габарит правда приличный ~ 150*150*120. Работают некоторые уже лет 10.

Индуктивность рассеяния больше при размещении на разных кернах. Было бы лучше одну над другой с заземленным экраном, если это можно технически реализовать.

Спрошу здесь, чтобы отдельную тему не открывать - Подскажите, пожалуйста где и что вообще можно почитать по питанию ЛБВ? О схемах питания.. Существуют ли мостовые системы управления? кто их производит?...

Жуков Б.С., Перегонов С.А. =Лампы бегущей волны= 1967 Здесь найдете самое важное по питанию и включению.
Червяков Ю.Г., Кузьмичев Н.П. =Лампы обратной волны типа О малой мощности. (М. Советское радио, 1966)
Иванов-Цыганов А.И., Хандогин В.И. =Источники вторичного электропитания приборов СВЧ= (М. Радио и связь, 1989)
Костиков В. Г., Никитин И. Е. =Источники электропитания высокого напряжения РЭА= (М. Радио и связь, 1986)

Для 6 кВ (500Вт) я бы посоветовал последовательно соединить 4 одинаковых модуля по 1,5 кВ. Модули представляют собой усилители с ШИМ и выпрямителем. Запитать усилители следует от общего выпрямителя на 260-300 В, питаемого напрямую от сети, через коректор мощности (лучше купить готовый). Одинаковые модули будут надежней и позволят Вам менять напряжение на ЛБВ как ступенями, так и плавно в пределах регулировки ШИМ. Уже послее 6 месяцев лежки все равно ЛБВ придется тренировать. При хорошем источнике питания, с защитой лампа прослужит и 10000 ч. Обычно 1000 ч. это минимальная наработка после 15 лет хранения с ежегодной тренировкой (включением). Удачи.